|
前言 中国汽油主要是催化裂化汽油为主，约有65%左右的汽油组分来自于催化裂化汽油，随着国家要求油品质量升级，重整汽油的比例也逐年提高。但是，由于“三桶油”的装置结构不同的原因，中石油、中石化及中海油三者的汽油是略有不同的。
一、汽油组分 炼厂能够进入汽油池的组分有很多，从理论上，能够调入汽油池的主要组分如下表： 表一 炼厂主要的汽油组分 行业比较关心的轻石脑油、二甲苯这两个组分，其中轻石脑油RON才79，有些品质较差的轻石脑油RON才60，苯含量相对过高，蒸汽压也很高，但是烯烃含量低、芳烃和含量低，如果调入汽油池，必须调入更多的高辛烷值、低蒸汽压组分才能调和成合格成品；而对于二甲苯而言，其芳烃含量高，蒸汽压低，但是其辛烷值较高，高达105左右，在某些情况下，是很好的调油组分。
二、中外汽油池的对比
由于国内、外炼厂装置结构的不同，导致了各自的汽油组分不同。 表2 国内外汽油组成对比 中国是FCC汽油占据了大头，主要是因为先前的油品要求较低以及催化裂化技术是中国突破的第一个技术，因此中国FCC汽油占据的比重较大。而欧洲的油品要求较高，加氢技术突破较早，其催化重整汽油的比重较大。美国相对而已居中，各调和组分的比例较为均衡，但比较突出的一点是，烷基化油是欧、中、美三者中比重最大的。 表3 发达国家汽油消费 备注，美国辛烷值为研究法与马达法的均值，其它为研究法 通过上表可知，发达国家消费的辛烷值95--98的优质汽油比重还是相对较少的，平均为10%左右，而消费的普通汽油和中质汽油比重较大。其中美国和日本的普通汽油消费是大头，而欧洲则是中质汽油消费是大头。比照中国，目前仍然是92号国五汽油及93号汽油为主，与发达国家的差距不小。
三、中国汽油组成 表4 千万吨炼厂汽油调和池 % 表4都是典型的千万吨炼厂，但是调和池确不同的，其中中石化还是生产汽油以催化汽油为主，但是汽油调和池里重整汽油的比重和老美相当了，由于烯烃含量及辛烷值较低的原因，还需要配套相关的MTBE装置以弥补汽油调和池辛烷值的不足。而中石油其千万吨炼厂的重整汽油比例较高，在设计规划中是没有MTBE装置的，但在实际调和组分里，是有MTBE的，比例相对中石化来说相对较低。那么重整汽油为主的调和池，会出现的问题有哪些呢？让我们看看西北某炼厂的汽油调和池。
表五 随着重整汽油调入量的增加，汽油里的芳烃含量会增加，同时，以重整汽油为主的汽油，其密度相对而已较高，主要是因为重整汽油的密度高达0.79SPG，同时，还要注意，重整汽油的干点一般相对较高的，如果将其干点控低，相应的辛烷值就会降低，因此，在调入重整汽油后，要大量的调入其它低干点的组分才能降低汽油的干点。重整汽油干点的问题，将会是今后汽油质量升级的热点问题之一。 那么中海油主营炼厂的汽油调和池又是如何的呢？惠炼调合汽油中的硫主要来源于催化汽油，其硫的质量分数为250ug/g。且催化汽油年产量约480 kt，占汽油总量的50％ 。为了确保汽油中硫含量合格，必须控制催化汽油中的硫含量，因此，惠炼催化裂化装置通过掺炼部分低硫的加氢裂化尾油来控制FCC汽油中硫的质量分数在200～300ug／g，这样虽可满足生产国Ⅲ汽油指标的要求，使全厂汽油的硫质量分数小于150ug，但一定程度上也影响了全厂的经济效益，且无法满足更高标准的要求。故如何降低催化汽油中硫的含量是汽油升级的关键所在。惠炼通过新建催化汽油加氢装置使催化汽油中的硫的质量分数从336ug／g降至11ug，辛烷值仅损失1.4单位。该装置投产后，主要生产满足国Ⅳ标准的汽油产品，调整该装置的反应深度后，能够全部生产符合国V标准的汽油产品。惠炼成功地实现了汽油质量升级，为社会提供了清洁的汽油产品。由于加氢汽油、MTBE和烷基化油全部作为汽油调合组分，汽油的产量及牌号主要取决于重整生成油用于汽油调合的用量。在重整生成油组分充足时，可多生产95号国V汽油；在重整生成油组分缺乏时，可减少调入轻石脑油和抽余油的量，主要以生产92号国V汽油为主，也可少量生产95号国V汽油，但汽油总量会有所降低。
表六 四、其它调油组分 1）丙二酸二甲酯 丙二酸脂添加剂可以提高汽油辛烷值，如在基础汽油中加人体积分数为10％的丙二酸二甲脂，可以提高汽油辛烷值10个单位 2）醇类化合物 乙醇作为抗爆剂(汽油组分)己经获得成功运用，车用乙醇汽油(EIO)已在国内部分省市封闭使用十年左右，总体效果较好。使用乙醇汽油成效最大的国家属美国和巴西，乙醇的辛烷值较高，也不需要其它较大分子醇作共溶剂，当体积分数为10％时，可使成品油辛烷值提高2～3个单位，这就意味着，在汽油中加入体积分数为10％的乙醇可使调和汽油升级，经济价值极为可观。甲醇作为(汽油组分)抗爆剂已在山西省获准使用，其加入量(体积分数)为15％。但甲醇和乙醇一样，热值都较低，动力性较车用汽油差；甲醇具有一定的毒性，对于汽车使用者和加油站员工的身体有一定的不良影响；相关资料表明，含有体积分数为15％的甲醇汽油储存期间，实际胶质增大，使车用甲醇汽油(M15)可储存时间变短。 3）N一甲基苯胺 N一甲基苯胺具有较高的辛烷值，其作为汽油抗爆剂一般添加量(体积分数)为0．5％～5％，可提高汽油辛烷值1．7～15个单位，但资料表明，单独添加易降低汽油的燃烧速度，通常和甲苯混合后加入汽油来改善汽油的燃烧速度。但它对人体具有较大毒性，加入汽油中会使汽油的胶质增大，铜片腐蚀加重，氧化安定性(诱导期)变差，汽油中含有较多的苯胺类物质，会影响汽油在冬天的燃烧性能，同时，油品的颜色变深。 4）甲缩醛 甲缩醛辛烷值较低，只有83～84，因其售价较低，和市售汽油存在较大的价格差，油品供应商经常将其作为汽油的调和组分，同N一甲基苯胺配合使用，降低调和油品的成本。 5）甲基环戊二烯三羰基锰(MMT) 含金属抗爆剂，在汽油中加入锰18 mg／L，可提高汽油辛烷值2～3个单位，烃类对于MMT的感受性由好到差的顺序依次为烷烃、烯烃、芳香烃，可以依据汽油产品标准的要求，通过合理的使用MMT、MTBE(甲基叔丁基醚)、重整汽油、催化裂化汽油、直馏汽油来调和各种规格的汽油。由于MMT在发动机内部会产生金属沉积物，导致汽缸磨损、火花塞点火不良、氧传感器和三元催化器中毒等发生严重故障；进人大气中的锰还有可能造成土壤污染；汽油中的MMT见光易分解，造成汽油辛烷值降低，同时由于MMT分解是自由基反应，会导致汽油的氧化安定性(诱导期)下降。最新的国V汽油标准(送审稿)已经将锰的含量降至2 mg／L以内，基本上禁止了MMT的加入。 6）醚类化合物 MTBE添加质量分数为2％～7％时可将汽油研究法辛烷值提高2～3个单位，但车用汽油标准规定了氧含量的限值，在保证氧含量合格的前提下，MTBE的加入量(体积分数)不能超过14．5％；
五、其它 1）烯烃 本身对大气的污染也非常轻微，但有观点认为烯烃在高温燃烧过程中可能缩合积碳，对汽车 气缸、喷嘴产生损害。在日常情况中，这种损害并不多见。 2）芳烃的危害 通常我们把含有苯环的碳氢化合物称为芳烃，相较而言，芳烃的毒性比烷烃、环烷烃、烯烃要略大一些；在芳烃中又以苯的毒性为最强，且容易挥发，因此，苯的危害最大，业内把苯作为一项独立的指标而区别于其它芳烃；汽油中的芳烃通过汽油的挥发或燃烧不完全而进入大气，对环境产生污染。
六、芳烃对于调油的影响 三桶油的汽油组成是由其装置结构决定的，而装置结构又是由其加工油种决定的。中石油自有原油较多，而且大多数为轻质原油，装置结构决定其以重整汽油为主，汽油池中的芳烃含量相对较高，在芳烃价格下行时，其调入的芳烃量有限；而中石化的炼厂大多数是以FCC汽油为主，芳烃含量较为富余，在芳烃价格下行的时候，可以调入相对多的芳烃。而中海油主要产能是惠炼，其芳烃含量较低，可以较为灵活的进行装置操作。
七、总结 中石化大多数汽油是以FCC组分为主的，中石油典型的炼厂是汽油是以重整汽油为主的，而中海油主营炼厂汽油各组分较为均衡。以重整汽油为主的炼厂在芳烃价格波动时，灵活性较差，而且重整汽油的密度和干点将是今后的一个难点。同时，由于MTBE的氧含量以及对于地下水污染的原因，烷基化技术及石脑油异构化技术将是今后汽油质量升级的一个热点之一。
参考文献 1、开好烷基化装置，促进汽油质量升级 2、我国汽油质量升级的路径 3、提高车用汽油质量方法的分析探讨 4、呼和浩特石化公司汽油质量升级可行性研究 5、惠州炼化分公司汽油质量升级 6、浅析汽油中部分抗爆添加剂和组分的影响及监控
来源：大地采集者 |
|
|
